CN105346098A - 一种玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构，其特征在于：包括一增强纤维置入段固定模，该增强纤维置入段固定模上分布有若干沿运动芯模移动方向分布且相互间隔设置的横纱铺设区和纵纱铺设区；一纵纱铺设机构，包括纵纱安装座、压片以及若干沿垂直于运动芯模移动方向分布的压片；一横纱铺设机构，包括横纱安装座，横纱安装座上安装有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的横纱直线导轨和横纱滑动组件。本发明中可实现自动连续铺纱，为顺利制造拉挤型玻璃纤维格栅提供核心条件；且其可选择整体部装、调校后安装至增强纤维置入段固定模上，实现模块化组装，确保安装精度，而在维护、保养时可进行零件的独立更换。

Description

一种玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构
技术领域
本发明涉及一种玻璃纤维格栅生产设备，特别涉及一种玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构。
背景技术
玻璃纤维格栅是一种以玻璃纤维为增强材料，树脂为主要基体加工而成多方孔板状材料，其可广泛应用于建筑、石油、化工、电子、海洋勘探等行业，具有较大的应用市场。
目前，公知的纤维增强塑料格栅的结构有三种，模塑格栅、模压格栅及拉挤型材组装格栅。
模塑格栅是在开放的模具中布置连续增强纤维和浇注热固性树脂后经适当的条件固化成型，模塑格栅虽然其增强纤维是连续纤维，但因是采用开放式的单片模具成型，其纤维含量因工艺方式原因无法提高到40%以上，且格栅内的气孔、干纤维等工艺固有质量缺陷较多，无法达到稳定的质量水平和较高的机械特性。
模压格栅是用短纤维增强的片状或团状模塑料在单片闭合模具中，经加压、加热固化成型，模压格栅虽然是在密闭模具中成型可以消除气孔、干纤维等缺陷，但因其增强纤维因模压工艺成型的流动型需要而采用的是短切纤维，且纤维不能有效定向，所以其机械特性远低于连续纤维增强的格栅。上述模塑格栅和模压格栅均采用的单片模具成型，无法实现连续生产，其生产效率较低，人工劳动强度较大。
拉挤型材组装格栅是采用独立的纤维增强塑料拉挤型材，以一定的方法排布、组装而成，虽然其组装材料采用拉挤法制造，有效地提高了型材的机械特性和质量，但因其是采用后期机械方法组装，在格栅筋条纵横交点处的连接强度较低，且因型材组装方式的固有特点，其格栅板只能在组装型材的长度方向达到较高的机械特性，无法实现纵横方向的各向同性。
目前市面上也出现了一种能够自动化连续制造玻璃钢拉挤格栅的设备，能够一次成形拉挤型玻璃纤维格栅，其例如专利申请号201310696569.1公开了一种玻璃钢格栅自动化连续生产装置，其包括依次设置的铺设机构、固化机构、模具脱模后的格栅切割机构、搬运机构以及设置于支撑支架中的通过动力机构能够带动起移动的由纵向槽和横向槽形构成的模具板，其铺设机构由纵向纤维铺放机构、横向纤维铺放机构、注胶机构和压实机构组合构成。
该装置能够实现玻璃钢格栅的连续生产，提高了生产效率，但其也存在一定的缺陷：其铺纱机构的纵向纤维铺铺放机构由纱架、设置于该纱架上的与所述模具板的纵向槽对应的纱轴构成，而横向纤维铺放机构由第二纱架和固定于该纱架上的横纱纱轴以及铺纱机构等组件构成；该机构为开放式铺纱结构，玻璃纤维纱无法被完全铺设在模具的纵、横向槽内，即使通过压轮等部件压紧也无法确保；且零部件繁多，组装工序多，且难以控制其安装精度，需要反复调试，费时费力；而在铺纱时需要采用独立的压入机构来将玻璃纤维纱压紧在模具中，所需空间较大，因而造成采用该铺纱机构的格栅生产线占地面积大，制造成本高的缺点。此外，在铺纱过程中，可通过控制横纱纱轴或者横纱纱轴上的纤维纱线往复移动来实现横向铺纱，但并未做更多的公开。
因此，研发一种集成度高、结构更加合理的模块化玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构势在必行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种集成度高、结构更加合理的模块化玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构，包括安装在增强纤维置入段固定模上的纵纱铺设机构和横纱铺设机构；
增强纤维置入段固定模，该增强纤维置入段固定模设置在生产线机架的运动芯模移动通道上，其与运动芯模形成一个封闭的格栅型腔；所述增强纤维置入段固定模上分布有若干沿运动芯模移动方向分布且相互间隔设置的横纱铺设区和纵纱铺设区，所述横纱铺设区具有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的横纱铺纱槽；所述纵纱铺设区具有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的纵纱铺纱槽或若干沿垂直于运动芯模移动方向分布的纵纱铺纱槽；
纵纱铺设机构，包括纵纱安装座、压片和纵纱导纱嘴，所述纵纱安装座固定在纵纱铺设区的增强纤维置入段固定模上表面，纵纱安装座上安装有若干沿垂直于运动芯模移动方向分布的压片，所述压片置于纵纱铺纱槽中，且压片的下边沿向下伸出纵纱铺纱槽；各压片上均具有一个L形纵纱导纱通道，并在L形纵纱导纱通道上端安装与其连通的纵纱导纱嘴；
横纱铺设机构，包括横纱安装座、横纱直线导轨、横纱滑动组件、横纱导纱嘴和横纱铺设驱动机构，所述横纱安装座固定在横纱铺设区的增强纤维置入段固定模上表面，横纱安装座上安装有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的横纱直线导轨，所述横纱直线导轨内滑动或滚动配合有横纱滑动组件，并在横纱滑动组件上安装有铅直设置且位于横纱铺纱槽中的横纱导纱嘴，所述横纱导纱嘴由横纱铺设驱动机构在横纱铺纱槽内往复移动。
所述压片的下端为弧形导向结构，且该弧形导向结构的下边沿不高于L形纵纱导纱通道下边沿。
所述横纱铺设驱动机构包括铺设驱动支架、铺纱轴、铺纱轮、钢带和铺纱驱动电机，在增强纤维置入段固定模的两侧各设置一铺设驱动支架，铺设驱动支架上安装有一沿运动芯模移动方向延伸的铺纱轴，在铺纱轴上套装有与横纱铺纱槽对应的铺纱轮，铺纱轮与横纱导纱嘴之间连接有钢带；铺设驱动支架上安装有与铺纱轴连接的铺纱驱动电机，两铺纱驱动电机分别通过驱动横纱铺纱槽两端的铺纱轮同步往复转动，进而带动横纱导纱嘴在横纱铺纱槽内往复移动。
所述横纱铺纱槽的底部槽口镶嵌有沿其延伸方向设置的耐磨铜条，所述耐磨铜条的下表面与铺纱轮的上顶点或下顶点相切；且横纱铺设驱动机构的钢带紧贴耐磨铜条下表面
本发明的优点在于：本发明中，通过纵纱铺设机构和横纱铺设机构将玻璃纤维经纱和纬纱逐层自动铺入运动芯模中，实现自动连续铺纱，为顺利制造拉挤型玻璃纤维格栅提供核心条件；
本发明中铺纱机构采用由增强纤维置入段固定模、纵纱铺设机构和横纱铺设机构组成密闭的隧道式结构，铺纱密实性好，玻璃纤维纱不易溢出；其中，横纱铺设机构采用由电机驱动的钢带来带动横纱导纱嘴，横向铺纱速度快、效率高，且横纱铺设驱动机构的钢带位于增强纤维置入段固定模下表面，与运动芯模的顶面紧贴，从而形成封闭的横向格栅筋置入空间，使得置入的横向玻璃纤维纬纱可保持在置入的空间中；而纵纱铺设机构中，采用带L形纵纱导纱通道的压片与纵纱导纱嘴进行导纱和压纱，无需额外的压紧机构，且压板的高度可利用纵纱安装座进行整体调节，以便适应于不同位置的压纱高度，铺纱效果好，且结构紧凑、合理。
各纵纱铺设机构和横纱铺设机构均采用安装座上安装对应的导纱嘴以及其他组件组成，在进行组装时，可选择整体部装、调校后安装至增强纤维置入段固定模上，实现模块化组装，确保安装精度，而在维护、保养时可进行导纱嘴、压板以及滑动组件的独立更换。
横纱铺纱槽的底部槽口镶嵌有沿其延伸方向设置的耐磨铜条，避免横纱铺设驱动机构的钢带与增强纤维置入段固定模快速磨损，提升使用寿命。
附图说明
图1为本发明中自动铺纱机构主视图。
图2为本发明中自动铺纱机构俯视图。
图3为本发明中自动铺纱机构侧向断面图。
图4为本发明自动铺纱机构中增强纤维置入段固定模俯视图。
图5为本发明纵纱铺设机构和横纱铺设机构剖视图。
图6为本发明纵纱铺设机构和横纱铺设机构俯视图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，主要包括安装在增强纤维置入段固定模21上的纵纱铺设机构22和横纱铺设机构23；具体结构如下：
增强纤维置入段固定模21，如图4所示，该增强纤维置入段固定模21设置在生产线机架的运动芯模移动通道上，其上分布有若干沿运动芯模移动方向分布且相互间隔设置的横纱铺设区21a和纵纱铺设区21b，其中，各横纱铺设区21a具有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的横纱铺纱槽211；纵纱铺设区21b具有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的纵纱铺纱槽212或若干沿垂直于运动芯模移动方向分布的纵纱铺纱槽212。
纵纱铺设机构22，如图5、6所示，包括纵纱安装座221、压片222和纵纱导纱嘴223，纵纱安装座22固定在纵纱铺设区21b的增强纤维置入段固定模21上表面，纵纱安装座221上通过螺钉225安装有若干沿垂直于运动芯模移动方向分布的压片222，压片222置于纵纱铺纱槽212中，且压片222的下边沿向下伸出纵纱铺纱槽212；各压片222上均具有一个L形纵纱导纱通道222，并在L形纵纱导纱通道224上端安装与其连通的纵纱导纱嘴223；本实施例中，压片222的下部采用弧形导向结构，且该弧形导向结构的下边沿不高于L形纵纱导纱通道224下边沿。且压片222向下伸出纵纱铺纱槽212的长度可通过改变纵纱安装座221与增强纤维置入段固定模21之间的间隙实现，进而为不同位置的压片提供不同的下压长度。
横纱铺设机构23，包括横纱安装座231、横纱直线导轨232、横纱滑动组件233、横纱导纱嘴234和横纱铺设驱动机构，横纱安装座231为一横截面为L形的条状体，其通过螺钉平行固定在横纱铺纱槽211后方的增强纤维置入段固定模21上表面，横纱安装座231上安装有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的横纱直线导轨232，该横纱直线导轨232内滑动或滚动配合有横纱滑动组件233，并在横纱滑动组件233上安装有铅直设置且位于横纱铺纱槽211中的横纱导纱嘴234，横纱导纱嘴234由横纱铺设驱动机构在横纱铺纱槽211内往复移动。本实施例中，横纱滑动组件采用的是由三只嵌入横纱直线导轨232导槽内的滚轮组成。
横纱铺设驱动机构如图2、3所示，包括铺设驱动支架235、铺纱轴236、铺纱轮237、钢带238和铺纱驱动电机239，在增强纤维置入段固定模21的两侧各设置一铺设驱动支架235，铺设驱动支架235上安装有一沿运动芯模移动方向延伸的铺纱轴236，在铺纱轴236上套装有与横纱铺纱槽211对应的铺纱轮237，铺纱轮237与横纱导纱嘴234之间连接有钢带238；铺设驱动支架235上安装有与铺纱轴236连接的铺纱驱动电机239，两铺纱驱动电机239分别通过驱动横纱铺纱槽211两端的铺纱轮237同步往复转动，进而带动横纱导纱嘴234在横纱铺纱槽211内往复移动。
为了提高横纱铺设驱动机构的使用寿命，在横纱铺纱槽211的底部槽口镶嵌有沿其延伸方向设置的耐磨铜条211a，该耐磨铜条211a的下表面与铺纱轮237的上顶点或下顶点相切；且横纱铺设驱动机构的钢带238紧贴耐磨铜条211a的下表面。
工作原理：
玻璃纤维纱架设置在自动铺纱机构一侧，从玻璃纤维纱管上引出的玻璃纤维纬纱和经纱分别进入横纱铺设驱动机构的横纱导纱嘴和和纵纱铺设驱动机构的纵纱导纱嘴；
运动芯模1通过模具推进机构推动依次前移，在前移过程中经过自动铺纱机构正下方：
运动芯模1首先通过第一排纵纱铺设机构，各玻璃纤维经纱依次穿过纵纱导纱嘴和压片的L形纵纱导纱通道进入运动芯模的各道纵向槽内，并随着运动芯模的不断前移在纵向槽内铺上一层经纱；
运动芯模1前移过程中通过第一排横纱铺设机构，玻璃纤维纬纱通过横纱导纱嘴被引入运动芯模内，并在横纱铺设驱动机构的驱动下在运动芯模的横向槽内往复移动铺上一层纬纱；
运动芯模1继续前移通过第二排纵纱铺设机构和横纱铺设机构，在第二排纵纱铺设机构压片的作用下，运动芯模内的经纱和纬纱被压紧防止其松散影响后序的铺纱，然后该排的玻璃纤维经纱入运动芯模的各道纵向槽内，并随着运动芯模的不断前移在纵向槽内铺上第二层经纱，随后铺纱第二层纬纱，如此反复铺设若干层经纱和纬纱，最终实现自动铺纱。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构，其特征在于：包括安装在增强纤维置入段固定模上的纵纱铺设机构和横纱铺设机构；
增强纤维置入段固定模，该增强纤维置入段固定模设置在生产线机架的运动芯模移动通道上，其与运动芯模形成一个封闭的格栅型腔；所述增强纤维置入段固定模上分布有若干沿运动芯模移动方向分布且相互间隔设置的横纱铺设区和纵纱铺设区，所述横纱铺设区具有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的横纱铺纱槽；所述纵纱铺设区具有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的纵纱铺纱槽或若干沿垂直于运动芯模移动方向分布的纵纱铺纱槽；
纵纱铺设机构，包括纵纱安装座、压片和纵纱导纱嘴，所述纵纱安装座固定在纵纱铺设区的增强纤维置入段固定模上表面，纵纱安装座上安装有若干沿垂直于运动芯模移动方向分布的压片，所述压片置于纵纱铺纱槽中，且压片的下边沿向下伸出纵纱铺纱槽；各压片上均具有一个L形纵纱导纱通道，并在L形纵纱导纱通道上端安装与其连通的纵纱导纱嘴；
横纱铺设机构，包括横纱安装座、横纱直线导轨、横纱滑动组件、横纱导纱嘴和横纱铺设驱动机构，所述横纱安装座固定在横纱铺设区的增强纤维置入段固定模上表面，横纱安装座上安装有一沿垂直于运动芯模移动方向延伸的横纱直线导轨，所述横纱直线导轨内滑动或滚动配合有横纱滑动组件，并在横纱滑动组件上安装有铅直设置且位于横纱铺纱槽中的横纱导纱嘴，所述横纱导纱嘴由横纱铺设驱动机构在横纱铺纱槽内往复移动。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构，其特征在于：所述压片的下端为弧形导向结构，且该弧形导向结构的下边沿不高于L形纵纱导纱通道下边沿。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构，其特征在于：所述横纱铺设驱动机构包括铺设驱动支架、铺纱轴、铺纱轮、钢带和铺纱驱动电机，在增强纤维置入段固定模的两侧各设置一铺设驱动支架，铺设驱动支架上安装有一沿运动芯模移动方向延伸的铺纱轴，在铺纱轴上套装有与横纱铺纱槽对应的铺纱轮，铺纱轮与横纱导纱嘴之间连接有钢带；铺设驱动支架上安装有与铺纱轴连接的铺纱驱动电机，两铺纱驱动电机分别通过驱动横纱铺纱槽两端的铺纱轮同步往复转动，进而带动横纱导纱嘴在横纱铺纱槽内往复移动。
4.根据权利要求3所述的玻璃纤维拉挤格栅连续化生产线自动铺纱机构，其特征在于：所述横纱铺纱槽的底部槽口镶嵌有沿其延伸方向设置的耐磨铜条，所述耐磨铜条的下表面与铺纱轮的上顶点或下顶点相切；且横纱铺设驱动机构的钢带紧贴耐磨铜条下表面。
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